Thư Viện Công Thức Vật Lý

1. Rơi tự do

a/Định nghĩa : Rơi tự do là sự rơi của vật chỉ tác dụng của trọng lực và vận tốc đầu bằng không.

b/Đặc điểm:

+ Phương : thẳng đứng

+ Chiều : hướng xuống.

+ Nhanh dần đều với gia tốc g.Gia tốc g khác nhau ở các nơi trên Trái Đất

2. Phương trình rơi rự do:

a/Công thức

$h=h_0-\frac{1}{2}g{t}^2$

Với $h_0$ là độ cao lúc thả rơi.Chiều dương cùng chiều chuyển động.

+ Ý nghĩa : Trong thực nghiệm dùng để tính gia tốc rơi tự do nơi làm thí nghiệm.

b/Chứng minh:

+ Vật chuyển động nhanh dần đều từ 0 đến t: $S=\frac{1}{2}g{t}^2$

+ Độ cao vật lúc này : $h=h_0-S=h_0-\frac{1}{2}g{t}^2$

Nhận xét : thời gian trôi qua càng nhiều thì độ cao của vật càng giảm.

$\frac{T}{T_0}=\sqrt{\frac{g}{g\text{'}}}=\frac{R}{R_{Trái đất}}\sqrt{\frac{M_{trái đất}}{M}}$

Với $T:$ Chu kì con lắc trên thiên thể $\left(s\right)$

      $T_0:$ Chu kì con lắc trên trái đất

      $R:$ Bán kính thiên thể $\left(m\right)$

       $R_{trái đất}$: bán kính trái đất $\left(m\right)$

      $M:$ Khối lượng thiên thể $\left(kg\right)$

       $M_{trái đất}$:Khối lượng trái đất $\left(kg\right)$

Công thức:

$v=\sqrt{2gl\left(\cos \left(\alpha \right)-\cos \left({\alpha }_0\right)\right)}$ hay $v=\omega \sqrt{{s_0}^2-s^2}$

+ $v_{max}=\sqrt{2gl\left(1-\cos \left({\alpha }_0\right)\right)}$ tại VTCB

+ $v_{min}=0$ tại 2 biên

Với góc nhỏ : $v=\sqrt{gl\left({{\alpha }^2}_0-{\alpha }^2\right)}$

Hoặc $v=-s_0\omega \cos \left(\omega t+\phi \right)$

Chú thích:

$v:$ Vận tốc của con lắc $\left(m/s\right)$.

$g:$Gia tốc trọng trường $\left(m/s^2\right)$.

$l:$ Chiều dài dây $\left(m\right)$.

$\alpha :$Li độ góc $\left(rad\right)$

${\alpha }_0 :$Biên độ góc $\left(rad\right)$

Chứng minh công thức:

Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:

$W_{đ}=W-W_t$

Lại có $\left\{\begin{array}{l}W=W_{tmax}=m.g.h_{max}=mgl(1-\cos {\alpha }_o) \left(2\right)\\ W_t=m.g.h=mgl.(1-\cos \alpha ) \left(3\right)\end{array}\right.$

Xem hình vẽ dưới đây để chứng minh công thức số (2) và (3)

Bằng mối quan hệ trong tam giác vuông ta có $\left\{\begin{array}{l}{h}_{max}=l(1-\cos {\alpha }_o)\\ h=l(1-\cos \alpha )\end{array}\right.$

Từ đây suy ra được:  $W_d=W-W_t$

$$\begin{gathered} \iff \frac{1}{2}m{v}^2=mgl(\cos \alpha -\cos {\alpha }_o) \\ \iff v^2=2gl(\cos \alpha -\cos {\alpha }_o) \\ \iff v=\sqrt{2gl(\cos \alpha -\cos {\alpha }_o)} \end{gathered}$$

Chú thích:

$T$: chu kì dao động $\left(s\right)$

$l$: chiều dài dây treo $\left(m\right)$

$g:$ gia tốc trọng trường $(m/s^2)$

Viễn thị: Là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm sau võng mạc.

Cách sửa tật: Để mắt nhìn được như bình thường, phải đeo kính viễn (kính có mặt lồi, kính hội tụ) phù hợp để có thể giúp điều chỉnh điểm hội tụ về đúng võng mạc.

Chú thích:

$D_C$: độ tụ của thấu kính $\left(dp\right)$

$f$: tiêu cự của kính $\left(m\right)$

$d, d\text{'}$: khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $\left(m\right)$

$O{C}_C$: khoảng cực cận của mắt, với $C_C$ là điểm cực cận - điểm gần nhất mà mắt có thể nhìn rõ. Điểm cực cận càng lùi xa mắt khi càng lớn tuổi.

$l$: khoảng cách từ kính đến mắt $\left(m\right)$

Cận thị: Là mắt khi không điều tiết có tiêu điểm nằm trước võng mạc.

Cách sửa tật: Để mắt nhìn xa được như mắt thường, phải đeo kính cận (kinh có mặt lõm, kính phân kỳ) để làm giảm độ hội tụ cho ảnh lùi về đúng võng mạc.

Chú thích:

$D_V$: độ tụ của thấu kính $\left(dp\right)$

$f$: tiêu cự của kính $\left(m\right)$

$d, d\text{'}$: khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $\left(m\right)$

$O{C}_V$: khoảng cực viễn của mắt, với $C_V$ là điểm cực viễn - nơi xa nhất mà mắt có thể nhìn thấy.

$l$: khoảng cách từ kính đến mắt $\left(m\right)$

Lưu ý: $C_V=\infty$ nếu mắt trong trạng thái không có tật.

Chú thích:

$k$: số phóng đại ảnh

$\overline{A\text{'}B\text{'}}, \overline{AB}$: lần lượt là chiều cao ảnh và chiều cao vật $(m, cm,...)$

$d$: khoảng cách từ vật đến thấu kính $(m, cm,...)$

$d\text{'}$: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $(m, cm,...)$

$f$: tiêu cự của thấu kính

Quy ước: 

- Nếu $k>0$: vật và ảnh cùng chiều.

- Nếu $k<0$: vật và ảnh ngược chiều.

Ứng dụng:

Thấu kính có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống và trong khoa học. Thấu kính được dùng làm:

- Kính khắc phục tật của mắt (cận, viễn, lão).

- Kính lúp, kính hiển vi, kính thiên văn, ống nhòm,...

- Máy ảnh, máy ghi hình (camera).

- Đèn chiếu.

- Máy quang phổ.

Chú thích:

$d$: khoảng cách từ vật đến thấu kính $(m, cm,...)$

$d\text{'}$: khoảng cách từ ảnh đến thấu kính $(m, cm,...)$

$f$: tiêu cự của thấu kính $(m, cm,...)$

Quy ước:

- Vật thật: $d>0$; vật ảo $d<0$.

- Ảnh thật, ngược chiều vật: $d\text{'}>0$; ảnh ảo, cùng chiều vật $d\text{'}<0$.

Chú thích:

$T_{max}$: lực căng dây cực đại $\left(N\right).$

$m$: khối lượng quả nặng $\left(kg\right)$.

$g$: gia tốc trọng trường $(m/s^2)$.

${\alpha }_o$: góc lệch cực đại của dây treo so với phương thẳng đứng $\left(deg\right)$ hoặc $\left(rad\right)$.

Nhận xét: Trong quá trình dao động. Lực căng dây cực tiểu ở vị trí biên.

Lưu ý thêm: Để tránh nhầm lẫn với chu kỳ dao động của phần dao động điều hòa ở chương trình Vật Lý 12. Một số tài liệu sẽ kí hiệu lực căng dây là chữ calligraphic T thay vì T.

Chú thích:

$T_{max}$: lực căng dây cực đại $\left(N\right).$

$m$: khối lượng quả nặng $\left(kg\right)$.

$g$: gia tốc trọng trường $(m/s^2)$.

${\alpha }_o$: góc lệch cực đại của dây treo so với phương thẳng đứng $\left(deg\right)$ hoặc $\left(rad\right)$.

Nhận xét: Trong quá trình dao động. Lực căng dây cực đại ở vị trí cân bằng.

Lưu ý thêm: Để tránh nhầm lẫn với chu kỳ dao động của phần dao động điều hòa ở chương trình Vật Lý 12. Một số tài liệu sẽ kí hiệu lực căng dây là chữ calligraphic T thay vì T.